板式精馏塔设计系实验报告

板式精馏塔设计系实验报

告

Prepared on 24 November 2020

板式精馏塔实验报告

学院：广州大学化学化工学院

班级：10精工

分组：第七组

姓名：

其他组员：

指导老师：

摘要：本文对筛板精馏塔的性能进行全面的测试，主要对乙醇正丙醇精馏过程中的不同实验操作条件进行探讨，得出了塔釜浓度、回流比、进料位置等与全塔效率的关系，确定了该筛板精塔的最优实验操作条件。

关键词：精馏；回流比；全塔效率

Abstract:The sieve plate distillation column performance comprehensive testing, mainly on ethanol isopropyl alcohol distillation process in the different experimental conditions were discussed, the reactor concentration, reflux ratio, feed location and the entire towerThe relationship between the efficiency of sieve plate tower, determine the optimal experimental conditions of fine.

Key words: Distillation;reflux ratio;the tower efficiency

引言：精馏过程的节能措施一直是人们普遍关注的问题。精馏操作是化工生产中应用非常广泛的一种单元操作，也是化工原理课程的重要章节[2]。分析运行中的精馏塔，当某一操作条件改变时的分离效果变化，属于精馏的操作型问题[4]。这类问题取材于工程实践，是培养工程观念、提高学生解决实际问题能力的好方法，但同时也成为学习的难点。在工业生产中，充分掌握操作条件各类因素的影响，对提高产品的质量稳定生产，提高效益有重要的意义。本研究从塔釜浓度、回流比、进料位置、全回流和部分回流等操作因素对数字型筛板精馏塔进行全面考察[1]，得出一系列可靠直观的结果，加深对精馏操作中一些工程概念的理解，对工业生产有一定的指导意义通过本实验我们得出了大量的实验数据，由计算机绘图找出最优一组实验参数,在这组参数下进行提纯将会节约大量能源，同时为今后开出的设计型、综合型、研究型的实验项目，为学生的创新性科研项目具有重要的教改意义[3]。

1.实验部分

实验目的

1. 充分利用化工原理知识，对精馏过程多实验方案进行设计，并进行实验验证，得出

实验结论，以掌握实验研究的方法；

2. 学会识别精馏塔内出现的几种操作状态，并分析这些操作状态对塔性能的影响；

3.学习精馏塔性能参数的测量方法，并掌握其影响因素；

4.测定精馏过程的动态特性，提高学生对精馏过程的认识；

实验内容

1.研究在全回流条件下，开车过程中塔顶温度等参数随时间的变化情况及规律。

2.测定精馏塔在全回流条件下稳定操作时塔内温度和浓度沿塔高的分布，研究其分布情况及规律。

3.测定精馏塔在全回流时全塔理论塔板数、总板效率。

4.测定精馏塔在某一回流比时全塔理论塔板数、总板效率。

5.测定在部分回流时总板效率随回流比的变化情况。

6.测定在部分回流时总板效率随进料位置的变化情况。

实验材料与装置

物系：乙醇---正丙醇

（1）、纯度：分析纯或化学纯

（2）、料液浓度：15—25%（乙醇的质量百分数）

精馏塔数据采集和过程控制实验装置

(1)装置总高度为1500mm，塔径为80mm，共有10块塔板

(2)分离物系：乙醇-正丙醇

(3)浓度测量：阿贝折射仪

料液浓度：15~25%（乙醇质量百分数

实验步骤

实验前准备：

（1）将阿贝折光仪配套的超级恒温水浴调节运行所需温度(30℃)，记录温度，检查取样用的注射器和擦镜头纸是否准备好

（2）用阿贝折光仪测出原料液的折射率；

（3）检查旋塞开关是否处于关闭，电表示数是否都为零。

（4）将原料装入原料槽中，打开进料阀，让液料（乙醇-正丙醇）从原料槽用泵输送，经过进入塔釜内，根据磁翻转液面计，当液面到达塔釜的2/3后，关闭进料阀门和流量计阀门。

全回流下操作

实验①.研究在全回流条件下，开车过程中塔顶温度等参数随时间的变化情况及规律。

Ⅰ打开塔顶冷凝器的冷却水，冷却水量要足够大（约8L/h）

Ⅱ记下室温值，接上电源闸（220V），按下装置上电源总开关。

Ⅲ调节加热电压为75V左右，待塔板上建立液层时，缓慢加大电压至100V，使塔内维持正常操作

Ⅳ确认塔顶出料阀门和各取样处于关闭状态，使全塔处于全回流状态

Ⅴ从操作稳定加热时起每隔1min记录一次塔顶温度、回流液温度和塔釜温度，待示数稍稳定后可隔较长时间读数。至电表示数稳定为止。数据记录于表1中。

实验②：测定精馏塔在全回流条件下稳定操作时塔内温度和浓度沿塔高的分布，研究其分布情况及规律。

方法：在实验①基础上，当稳定操作时，记录每块板上塔内的温度，并在每块板上取样，用阿贝折射仪测量浓度

实验③：测定精馏塔在全回流时全塔理论塔板数、总板效率。

方法：在实验①基础上，等各塔板上鼓泡均匀后，保持加热釜电压不变，在全回流情况下稳定20min左右，期间仔细观察全塔传质情况，带情况稳定后分别在塔顶、塔釜取样口用注射器同时取样，用阿贝折射仪分析样品浓度。

部分回流下操作

实验④：测定精馏塔在某一回流比时全塔理论塔板数、总板效率。

Ⅰ打开塔釜冷却水阀门，冷却水流量以保证釜镏液温度接近常温为准；

Ⅱ将物料入量以（L/h）的流量加入塔内，用回流比控制调节器调节回流比R=4

Ⅲ馏出液收集在塔顶容量管中，塔釜产品经冷却后由溢流管流出，收集在容器内。

Ⅳ等操作稳定后，观察板上传质状况，记下加热电压、电流、塔顶温度等有关数据，整个操作中维持进料流量计读数不变，用注射器取下塔顶、塔釜和进料三处样品，用折光仪分析，并记录进原料液的温度(室温)。

实验⑤测定在部分回流时总板效率随回流比的变化情况。

方法：在实验步骤④基础上，（物料入量都为h）调节回流比R为2和6，重复④实验步骤实验⑥：测定在部分回流时总板效率随进料位置的变化情况。

方法：在实验D的基础上，改变进料板的位置，分别使进料从上中下进料口进料，重复实验D的步骤。

实验数据记录及处理